1、水溶液自然冷卻時間的探討作 者：余文中、許善策、歐政寰 指導老師：林勁曄壹、摘要一、 清水自然冷卻至室溫的溫度變化情形。二、 鋁箔紙亮面、霧面的影響。三、 不同顏色的水溶液的影響。四、 太白粉溶液黏稠度的影響。貳、研究目的一、 探討固定時間間隔，高溫水自然冷卻至室溫的溫度變化情形。二、 探討鋁箔紙亮面、霧面對於自然冷卻的影響。三、 探討不同顏色的水溶液，自然冷卻的情形。四、 利用太白粉溶液，探討黏稠溶液對於自然冷卻的影響。參、實驗器材40ml試管 電子溫度計碼錶電子天平250ml燒杯量筒食用色素 (紅、綠、藍)墨汁鋁箔紙太白粉 玻棒恆溫槽 肆、實驗過程與方法一、清水自然冷卻的實驗步驟: (一)

2、取250ml的清水一杯 (二)置入恆溫槽中加熱至80度 (三)分別倒入4瓶各40ml的試管內,並開始以碼錶計時(四)1分鐘後,開始測量數據(每2分鐘一循環) (五)到達室溫(35度)即停止測量二、鋁箔紙隔熱冷卻的實驗步驟: (一)取250ml的清水一杯 (二)置入恆溫槽中加熱至80度 (三)分別倒入4瓶各40ml,外包鋁箔紙(亮面或霧面)的試管內,並開始以碼錶計時 (四)1分鐘後,開始測量數據(2兩分鐘一循環) (五)到達室溫(35度)即停止測量三、染色水溶液自然冷卻的實驗步驟: (一)取250ml的清水一杯,加入各色食用色素 (二)置入恆溫槽中加熱至80度 (三)分別倒入4瓶各40ml的試管

3、內 (四)一分鐘後,開始測量數據(每兩分鐘一循環)(五)到達室溫(35度)即停止測量四、純水加入太白粉自然冷卻: (一)將100毫升清水的燒杯,並加入5克的太白粉. (二)置入恆溫槽加熱至80度C(需不時攪拌,以免凝固). (三)分別倒入4瓶40毫升的試管內,並碼錶計時. (四)在1分鐘後,測量1次溫度,並紀錄. (五)之後,每隔4分鐘,測1次溫度,並紀錄. (六)測至室溫(35度C),並停止測量.伍、研究結果 一、清水 自然冷卻: (一)、上層溶液與中間溶液冷卻速率相似，但 底端冷卻速率比上層及中層快。 (二)、冷卻並非規律性，也就是單位時間冷卻的溫度並不相同，溫度約高冷卻速度 越快。 (三

4、)、冷卻階段約分成兩段斜率，40 之前冷卻速率快， 40 之後冷卻速率慢。 清水 冷卻至40 : 清水 自然冷卻的情形:上層中層下層冷卻時間(分)14.3814.3010.87 二、鋁箔紙 隔熱冷卻: (一) 外包鋁箔紙冷卻至40，所需的時間比清水久，因此具有保溫的效果。(二) 亮面朝內的保溫效果比霧面朝內的保溫效果還要好。 鋁箔紙 隔熱冷卻冷卻至40 :上層中層下層亮面朝內冷卻時間32.3232.2120.29霧面朝內冷卻時間23.8523.7116.85鋁箔紙霧面朝內冷卻情形: 鋁箔紙亮面朝內冷卻情形 三、染色水溶液 自然冷卻: (一)、取250ml的清水一杯,加入各色食用色素 (二)、置

5、入恆溫槽中加熱至80度 (三)、分別倒入4瓶各40ml的試管內 (四)、一分鐘後,開始測量數據(每兩分鐘一循環) (五)、到達室溫(35度)即停止測量 加入紅色色素5滴自然冷卻的情形: 加入紅色色素10滴自然冷卻的情形: 加入綠色色素5滴自然冷卻的情形: 加入綠色色素10滴自然冷卻的情形:加入藍色色素5滴自然冷卻的情形: 加入藍色色素10滴自然冷卻的情形: 各色水溶液 冷卻至40 :上層中層下層淺紅14.7714.1910.57深紅15.5015.6011.86淺綠15.7015.2314.50深綠11.5911.539.27淺藍11.5711.628.00深藍8.358.116.36加入墨汁

6、5滴自然冷卻的情形: 加入墨汁10滴自然冷卻的情形: 墨水 冷卻至40 :上層中層下層5滴墨水12.6712.468.8210滴墨水12.2712.219.13 四、水加入太白粉自然冷卻的探討: (一)將250毫升清水的燒杯,並加入12.5克的太白粉. (二)置入恆溫槽加熱至80度C(需不時攪拌,以免凝固). (三)分別倒入4瓶40毫升的試管內,並碼錶計時. (四)在1分鐘後,測量1次溫度,並紀錄. (五)之後,每隔4分鐘,測1次溫度,並紀錄. (六)測至室溫(35度C),並停止測量.太白粉水溶液冷卻的情形 陸、遇到的問題: 一、問題: (一)溫度計感應太慢. (二)時間差比較沒辦法控制. 二、解決方法: (一)將時間差調久一點,以讓溫度計感應. (二)用碼錶計時,減少時間的誤差.柒、參考資料: 一、中華民國44屆中小學科學展覽會(國小組 奇妙的顏色)